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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Neuentwicklung bezieht sich auf einen Dämpfer, insbesondere auf einen Viskositätsdämpfer für Kraftfahrzeuge.
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Die vorliegende Neuentwicklung findet eine ihrer bevorzugten Anwendungen, obgleich nicht ausschließlich, beim Dämpfen von Schwingungen einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors. Auf diese Anwendung ist im Folgenden beispielhaft Bezug genommen.
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Bekannter Stand der Technik
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In der Motortechnik ist es bekannt, die Amplitude der Torsionsschwingungen der Motorwelle mittels der Verwendung von Dämpfern zu verringern, die sich bezüglich ihres Funktionsprinzips unterscheiden, das heißt, bezüglich des Mittels, das zum Dämpfen der Schwingungen verwendet wird.
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Viel in der Vergangenheit bei Motoren für Kraftfahrzeuge verwendet waren die Reibungsdämpfer für Torsionsschwingungen, die in groben Zügen aus einem von der Motorwelle über eine Reibkupplung zur Drehung angetriebenen Schwungrad bestehen; dank seines erhöhten Trägheitsmoments ist das Schwungrad bestrebt, eine konstante Drehgeschwindigkeit anzunehmen, und dämpft folglich mittels der Reibung die eventuellen Torsionsschwingungen der Motorwelle.
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Für Anwendungen mit höherer spezifischer Leistung und bei Kraftfahrzeugen verwendet sind die Dämpfer, die als Dämpfungsmittel ein elastisches Material oder ein viskoelastisches Fluid verwenden, deren Funktionsprinzipien analog zu den oben genannten sind. Im Falle der Dämpfer mit viskoelastischem Fluid wird die Kopplung zwischen Motorwelle und Schwungrad durch ein Zwischenschalten eines viskosen Mittels erzielt, typischerweise eines Silikonfluids.
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Dieses Fluid wird in einen Aufnahmeraum für ein rotierendes Element/Schwungrad eingefüllt, der von einem Tassenteil und einer mit dem Tassenteil starr verbundenen Scheibe begrenzt ist.
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Im Tassenteil ist gewöhnlich eine Öffnung vorgesehen, um, sobald die Scheibe mit dem Tassenteil starr verbunden ist, das Einfüllen des viskosen Mittels in den Aufnahmeraum für das rotierende Element/Schwungrad zu ermöglichen.
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Diese Öffnung ist im Allgemeinen mittels Stopfenelementen verschlossen, wie beispielsweise in den Veröffentlichungen
JP2007177851 ,
JP2007177852 oder
WO96/27748 A1 beschrieben.
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Jedoch erweisen sich die genannten Verschlüsse hinsichtlich der Dichtigkeit als nicht wirksam, auch angesichts der Betriebstemperaturschwankungen, denen der Dämpfer ausgesetzt ist.
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Es ergab sich daher der Bedarf, einen Dämpfer des Viskositätstyps vorzusehen, der eine erhöhte Dichtigkeit aufweist, um das Austreten des viskosen Mittels zu verhindern.
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Die Aufgabe der vorliegenden Neuentwicklung ist es, die oben dargelegten Anforderungen in optimierter und wirtschaftlicher Weise zu erfüllen.
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Zusammenfassung der Neuentwicklung
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Die genannte Aufgabe wird erzielt durch einen Viskositätsdämpfer 1, der sich um eine Achse A dreht und ein Tassenelement 2 und einen Deckel 3 umfasst, die starr miteinander verbunden sind, um einen Hohlraum 4 zu bilden, wobei der Dämpfer 1 ein rotierendes Element 5 umfasst, das in dem Hohlraum 4 zusammen mit einem viskosen Mittel untergebracht ist, wobei das Tassenelement 2 mindestens eine Öffnung 7 bildet, ausgelegt, um in der Montagephase des Dämpfers 1 das viskose Mittel in den Hohlraum 4 zu füllen, wobei die Öffnung 7 im Gebrauch einen Stöpsel 8 aufnimmt, wobei der Stöpsel 8 mit einer vorgegebenen radialen Vorspannung in die Öffnung 7 gesetzt ist und der Stöpsel 8 ein verstemmter Stöpsel ist,
wobei das rotierende Element 5 einen Sitz 9 entsprechend der mindestens einen Öffnung 7 bildet, der Sitz 9 ringförmig um die Achse A liegt und radial mit der Achse der mindestens einen Öffnung 7 übereinstimmt.
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Insbesondere ist der Stöpsel 8 aus Aluminium oder Stahl hergestellt.
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Vorteilhafterweise sind das Tassenelement 2 und/oder der Deckel 3 aus Aluminium oder Stahl hergestellt.
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Insbesondere ist das viskose Mittel ein Silikonöl.
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Vorzugsweise wird das rotierende Element 5 bezüglich des Tassenelements 2 und/oder des Deckels 3 mittels gleitender Halteelemente angeordnet.
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Insbesondere umfassen die gleitenden Halteelemente mindestens eine Achsbüchse 6.
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Genauer umfasst das Tassenelement 2 einen zylindrischen Außenteil 2a, einen radialen Teil 2b und einen zylindrischen Innenteil 2c, wobei die mindestens eine Öffnung 7 an dem radialen Teil 2b hergestellt ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Zu einem besseren Verständnis der vorliegenden Neuentwicklung ist nachstehend eine vorgezogene Ausführungsform der Dämpfung als nicht einschränkendes Beispiel und mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der:
- • 1 eine Querschnittsansicht eines Viskositätsdämpfers gemäß der Neuentwicklung ist;
- • 2 eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Viskositätsdämpfers von 1 ist.
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Genaue Beschreibung der Neuentwicklung
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In 1 ist ein Viskositätsdämpfer 1 gemäß der Neuentwicklung dargestellt, umfassend im Wesentlichen ein ringförmiges Tassenelement 2, das sich um eine Achse A dreht.
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Das Tassenelement 2 ist vorteilhafterweise auf einer Drehnabe (nicht dargestellt) verkeilt, die sich auf der Achse A dreht, die von einer Welle eines Verbrennungsmotors angetrieben wird.
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Insbesondere umfasst das Tassenelement 2 im Wesentlichen einen zylindrischen Außenteil 2a, einen radialen Teil 2b, der sich auskragend in radialer Richtung bezüglich der Achse A von einem Ende des zylindrischen Außenteils 2a erstreckt, und einen zylindrischen Innenteil 2c, der an einem seiner Enden mit der radialen Wand 2b verbunden ist.
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Vorteilhafterweise umfasst der zylindrische Außenteil 2a eine zylindrische Wand koaxial zu der Achse A, umfasst der radiale Teil 2b eine Wand, die sich senkrecht zum zylindrischen Außenteil 2a erstreckt, und ist der zylindrische Innenteil 2c mit einem Ende von derselben Seite bezüglich des zylindrischen Außenteils 2a verbunden und ist ausgebildet, seine Befestigung an der Nabe zu ermöglichen.
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Vorzugsweise ist das Tassenelement 2 aus metallischem Material, wie etwa Aluminium oder Stahl, hergestellt.
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Der Dämpfer 1 umfasst ferner einen von dem Tassenelement 2 getragenen Deckel 3, der ausgelegt ist, mit dem zylindrischen Außenteil 2a, dem radialen Teil 2b und dem zylindrischen Innenteil 2c des Tassenelements 2 einen Hohlraum 4 zu umgrenzen.
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Insbesondere ist der Deckel 3 starr, beispielsweise mittels Schweißen befestigt, am zylindrischen Außen- und Innenteil 2a, 2c von der entgegengesetzten Seite bezüglich des radialen Teils 2b angebracht. Folglich ist der Hohlraum 4 axial längs der Achse A durch den radialen Teil 2b und den Deckel 3 begrenzt, während er radial bezüglich der Achse A zwischen dem zylindrischen Außen- und Innenteil 2a, 2c begrenzt ist.
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Gemäß dem oben Dargelegten ist der Deckel 3 daher ringförmig und ist vorteilhafterweise ein flaches Element, wie etwa eine Ringscheibe.
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Wie an sich bekannt, ist der Hohlraum 4 bemessen, um ein rotierendes Element 5 aufzunehmen, das vorteilhafterweise zu einem Ring ausgebildet und ausgelegt ist, sich um die Achse A zu drehen. Vorzugsweise ist das rotierende Element 5 aus metallischem Material, wie etwa Aluminium oder Stahl, hergestellt.
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Vorteilhafterweise wird das rotierende Element 5 bezüglich des Tassenelements 2 mittels gleitender Halteelemente gehalten. Vorteilhafterweise umfassen diese gleitenden Halteelemente Achsbüchsen 6, wie etwa L-förmige Achsbüchsen. Insbesondere sind diese Achsbüchse 6 zwischen das rotierende Element 5 und den zylindrischen Innenteil 2c gesetzt, noch besser sind sie L-förmig ausgebildet jeweils zwischen das rotierende Element 5, den zylindrischen Innenteil 2c und den Deckel 3 sowie zwischen das rotierende Element 5, den zylindrischen Innenteil 2c und den radialen Teil 2b gesetzt.
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Der Hohlraum 4 ist ausgelegt, zusammen mit dem rotierenden Element 5 ein viskoses Mittel aufzunehmen, das beispielsweise ein Silikonfluid ist. Um dieses viskose Mittel einzufüllen, bildet das Tassenelement 2 eine Durchgangsöffnung oder mehrere Durchgangsöffnungen 7, ausgelegt, die Verbindung des Hohlraums 4 mit der Außenumgebung zu ermöglichen. In der dargestellten Ausführungsform ist die Öffnung 7 in der radialen Wand 2b hergestellt. Offensichtlich können, wie beispielsweise nur zur Erläuterung in 1 dargestellt, mehrere Öffnungen 7 vorhanden sein.
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In der Nähe der Öffnung 7, insbesondere entsprechend ihrer Achse, kann das rotierende Element 5 zusätzlich einen Sitz 9 bilden, ausgelegt, um das Einfüllen des Fluids in den Hohlraum 4 zu ermöglichen, um Überdrücke während des Einfüllens des Fluids zu vermeiden, und um als „Speicher“ während des Betriebs des Dämpfers zu dienen.
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Vorteilhafterweise weist der Sitz 9 eine Ringform auf, koaxial mit der Achse A und radial mit der Achse der Öffnung 7 übereinstimmend.
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Der Viskositätsdämpfer umfasst ferner einen Stöpsel 8, ausgelegt, abdichtend in die Öffnung 7 gesetzt zu werden, um den Hohlraum 4 vom Äußeren fluidisch zu isolieren. Insbesondere ist der Stöpsel 8 mit radialer Vorspannung in die Öffnung 7 gesetzt. Noch genauer weist der Stöpsel 8 geringere axiale Maße als die Dicke der Wand des Tassenelements 2 auf.
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Vorteilhafterweise ist der Stöpsel 8 abgefast, um zu ermöglichen, dass er von der Außenseite der Wand des Tassenelements 2 bezüglich des Hohlraums 4 verstemmt wird.
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Insbesondere weist der Stöpsel 8 eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, und die Fase ist an den axialen Enden hergestellt. Vorzugsweise ist der Stöpsel 8 aus metallischem Material, wie etwa Aluminium oder Stahl, hergestellt.
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Die Funktionsweise der Ausführungsform des oben beschriebenen Viskositätsdämpfers ist die folgende.
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Während einer Standard-Betriebsphase wird das Tassenelement 2 von der Nabe angetrieben, mit der es verbunden ist. Die Drehung des Tassenelements 2 versetzt das viskose Mittel in Drehung, das aufgrund seiner Viskosität das rotierende Element 5 mit einer Winkelverzögerung zur Drehung antreibt. Die Reibung wegen des phasenversetzten Antriebs zwischen dem rotierenden Element 5 und dem Tassenelement 2 dämpft die Schwingungen der Nabe 2, wie an sich bekannt.
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Die Montage des Dämpfers 1 ist die folgende. In das Tassenelement 2 wird das rotierende Element 5 unter Zwischenlegen der Gleitelemente gesetzt, verschlossen durch den Deckel 3, der bezüglich des Tassenelements verschweißt wird. Nach dem Hochkippen des Tassenelements 2 wird der Hohlraum 4 über die mindestens eine Öffnung 7 mit viskosem Mittel gefüllt; danach wird der Stöpsel 8 eingesetzt, der verstemmt wird, was das vollständige, dichte Verschließen der Öffnung 7 ermöglicht.
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Aus dem Vorangehenden sind die Vorteile eines Viskositätsdämpfers gemäß der Neuentwicklung ersichtlich.
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Dank des Vorhandenseins von mit Pressung in die Öffnungen eingesetzten Stöpseln wird eine erhöhte Dichtigkeit sichergestellt und wird eine einfache Montage gewährleistet.
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Ferner ermöglicht die Tatsache, dass die Stöpsel verstemmt sind, ein Erhöhen der Dichtigkeit des Dämpfers, weil die Bearbeitungszugabe beim Verstemmen die Dichtigkeit zwischen Stöpsel 8 und Öffnung 7 sicherstellt.
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Schließlich ist offenbar, dass am Viskositätsdämpfer gemäß der vorliegenden Neuentwicklung Modifikationen und Abwandlungen vorgenommen werden können, die dennoch nicht aus dem durch die Ansprüche definierten Schutzumfang fallen.
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Offensichtlich können die Elemente, aus denen der Dämpfer besteht, die Form des rotierenden Elements oder die Art des viskosen Mittels variieren.
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Ähnlich können die Stöpsel und die Öffnungen in größerer Anzahl und aus anderem Material und in anderer Form vorliegen. Insbesondere können sie für andere Vorspannungen kalibriert sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2007177851 [0008]
- JP 2007177852 [0008]
- WO 9627748 A1 [0008]